针对传统光伏电池能量收集易受环境与光照时间限制的问题，本文设计了一种用于太阳能收集的缝隙八木纳米天线单元及阵列.采用时域有限差分法分析缝隙间距对纳米天线远场方向性和近场分布的影响,并研究缝隙八木纳米天线阵列的吸收特性及不同缝隙间距对阵列天线吸收率的影响.研究远场方向性发现,当缝隙间距增加到一定距离时，天线方向图出现多个副瓣并产生新的辐射模式；通过对近场分析表明，新辐射模式的产生来源于高阶模式的局域表面等离激元.天线阵列吸收率的仿真结果表明：在400～1 500 nm波段，随着缝隙间距的增加，缝隙八木纳米天线阵列吸收率呈上升趋势，当缝隙间距等于80 nm时，在400～660 nm、760～1 300 nm两个波段内吸收率较高，吸收峰值最大可以达到98%；以吸收率大于50%为基准，当缝隙间距等于80 nm时，其吸收波段最宽.

为了提高对远场方向性调控的灵活性，提出双蝶形银纳米光天线，基于时域有限差分的方法研究了天线不同结构与尺寸的变化对远场方向性产生的影响。研究发现，由于局域表面等离激元的存在，偶极子源垂直放置于双蝶形银结构下表面一定距离时，远场方向图出现明显的旁瓣。天线长度的增加是方向图出现旁瓣的关键因素。天线臂之间夹缝的减小，使远场方向图中旁瓣增大，同时主瓣增益增大。天线厚度的增加使远场方向图出现旁瓣，主瓣增益先增大后减小。结果表明，双蝶形银纳米光天线能够改变与其相耦合的偶极子源的辐射方向性。

采用时域有限差分方法计算了银纳米圆盘光天线模型的场分布，研究了光偶极天线的远场辐射特性随距离和厚度、半径变化的规律以及影响其远场方向性的因素. 研究发现，偶极子垂直放置在银纳米圆盘下方一定距离时，银盘厚度和半径的改变均可使方向性图中出现新的辐射模式，同时方向性增益得到增强.通过对其近场的观察和分析可以得知，新的辐射模式的产生来源于高阶模式的局域表面等离激元. 结果表明，背景材料为GaN时，产生高阶模式局域表面等离激元的合适条件为电偶极子距银盘底部40 nm. 另外，为了有效地支持高阶模式局域表面等离激元的形成，银盘厚度与半径最小分别为30 nm和100 nm. 本文的研究对掌握纳米银盘结构的光天线特性及其在光器件中的运用有重要意义.